Question

如圖所示是某同學在完成“探究水的沸騰”實驗的實驗圖象．求：
（1）已知實驗時，水的質量為0.1kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃），則從實驗第10分鐘到第20分鐘，水吸收的熱量為多少？
（2）已知該實驗使用酒精燈加熱，酒精燈第10分鐘到第20分鐘消耗酒精為0.56×10^-3kg，酒精的熱值為3.0×10⁷ J/kg，則此過程中酒精放出多少J熱量？
（3）此過程中對被加熱的水而言，酒精燈的熱效率η（即Q_吸與Q_放的比值）約為多少？

Answer 1

分析：（1）先根據圖象讀出水從第10分鐘到第20分鐘溫度的變化量，然后利用公式Q=cm△t來計算水吸收的熱量．
（2）酒精完全燃燒放出的熱量可用Q_放=qm來計算．
（3）對酒精燈來說，有用功為被水吸引的熱量，總功為酒精完全燃燒放出的熱量，酒精燈的效率可用公式η=

Q有

Q總

來計算．

解答：解：
（1）根據圖象可知，十分鐘時，水的初溫為90℃，20分鐘時，水的溫度為100℃，；則從實驗第10分鐘到第20分鐘，水吸收的熱量：
Q=cm（t_末-t_初）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃-90℃）=4.2×10³J；
（2）酒精放出的熱量：Q_放=qm=3.0×10⁷J/kg×（0.056×10^-3kg）×（20-10）=16.8×10³J；
（3）水吸收的熱量為有用能量，酒精完全燃燒放出的熱量為總能量，則η酒精燈的熱效率=

Q有

Q總

×100%=

4.2×103J

16.8×103J

×100%=25%．
答：（2）水吸收的熱量為4.2×10³J；（2）酒精完全燃燒放出的熱量為16.8×10³J；（3）酒精燈的效率為25%．

點評：本題利用酒精燈加熱水進行沸騰實驗為載體，考查了熱量和能量利用效率兩個知識點．